Question

（2010?合肥二模）如图所示，质量为M的方形物体放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为m的小球在竖

（2010?合肥二模）如图所示，质量为M的方形物体放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为m的小球在竖直平面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点P时恰好不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的A点时，地面对方形物体的摩擦力大小和方向分别为（小球运动时，方形物体始终静止不动）（　　）A．2mg，向左B．2mg，向右C．3mg，向左D．3mg，向右

Answer 1

设轨道半径为R．
   小球通过最高点时，有mg=m

v2

R

…①
   小球由最高点到A点的过程，根据机械能守恒定律得：
    mgR+

1

2

mv2=

1

2

mvA2…②
由①②联立得：v_A²=

3

v
设小球在A点时，轨道对小球的弹力为F
则有：F=m

v2

R

=3m

v2

R

=3mg
又牛顿第三定律得小球在A点时，球轨道内侧的压力大小为3mg，方向向右，
对方形物体受力分析可知，地面对方形物体的摩擦力与压力大小相等，方向相反，即地面对方形物体的摩擦力大小为3mg，方向向左，故C正确．
故选：C